一種摻雜納米氧化鈣的pe波紋管填充母料及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種摻雜納米氧化鈣的PE波紋管填充母料，由下列重量份的組分原料制成：低密度聚乙烯45?55、高密度聚乙烯 20?25、改性納米氧化鈣10?15、EVA 1?2、硅鈣鎂(SCM)晶須 10?15、PE蠟 4?5、碳酸鈣40?50、硬脂酸1?2、抗氧劑1010 0.2?0.5、抗氧劑168 0.3?0.4、白油0.5?0.8、增強劑10?15。采用常規雙螺桿擠出機進行擠出造粒，添加本發明的母料加工出的波紋管具有環剛度高、質量輕、抗氧化性強、用料省、施工安裝方便和耐高低溫性能好等優點。
【專利說明】
一種摻雜納米氧化鈣的PE波紋管填充母料及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明涉及波紋管填充母料領域，具體涉及一種摻雜納米氧化鈣的PE波紋管填充 母料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 隨著國民經濟的發展和城市建設，大口徑塑料排水管道替代傳統水泥管道，需求 日益強勁。但是1米以上大口徑塑料管道的環剛度是亟待解決的難題。為滿足工程對管道 環剛度的要求，廠家一般采用內襯鋼板或者加厚管壁的辦法解決，這種辦法成本高，工藝復 雜。
[0003] 硅鈣鎂(簡稱SCM )晶須是一種新型結構的硅酸鹽材料，呈一維單晶體結構，直 徑為0· 2~0· 8μπι，長度為20~60 μπι，具有極高的力學性能，其拉伸強度高達1. 2 GPa，拉伸彈性模量高達32 GPa，用作塑料的填料具有明顯的增強和增剛作用。目前被廣 泛用作排水管、污水管、地下電纜管、農業排灌管的高密度聚乙烯(HDPE)雙壁波紋管是一種 外壁呈波紋狀、內壁光滑的新穎管材，與同規格同強度的其它類管材相比具有用料省、剛 性高、彎曲性優良，以及高抗沖、高抗壓等特點，已在相當范圍內取代了傳統的鋼管、鑄鐵 管、水泥管、石棉管和普通塑料管。但是，目前困擾大口徑雙壁波紋管的最大問題是環剛度 低。現在國產雙壁波紋管的最大內徑為710 mm，有關設備廠家正在大力開發口徑1 600mm 的生產線，這對管材材料的性能提出了更高的要求。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于提供一種摻雜納米氧化鈣的PE波紋管填充母料及其制備方法。 本發明的填充母料添加到制備波紋管的原料中，加工出的波紋管具有環剛度高、質量輕、抗 氧化性強、用料省、施工安裝方便和耐高低溫性能好等優點。
[0005] 本發明采用的技術方案如下： 一種摻雜納米氧化鈣的PE波紋管填充母料，其特征在于：由下列重量份的組分原料制 成：低密度聚乙烯45-55、高密度聚乙烯20-25、改性納米氧化鈣10-15、EVA 1-2、硅鈣鎂 (SCM)晶須10-15、PE蠟4-5、碳酸鈣40-50、硬脂酸1-2、抗氧劑1010 0.2-0.5、抗氧劑168 0.3-0.4、白油0.5-0.8、增強劑10-15， 所述改性納米氧化鈣的制備方法如下:將氧化鈣粉末、硅烷偶聯劑按質量比為100:1-2 的比例分別溶于乙醇中，室溫快速攪拌并超聲震蕩15-20min后，真空加熱到40°C左右除去 溶劑后，在50-70°C下，球磨30-40min得到表面經偶聯劑處理的納米GaO; 所述的增強劑由下列重量份的組份原料制成:高密度聚乙烯10-15、無堿玻纖20-30、 超細滑石粉20_30、ABS高膠粉10-12、石蠟4-6、氧化石墨烯10-15、硅烷偶聯劑0.8-1.0、硬脂 酸 1-2、彈性體 Ρ0Ε 10-15; 所述增強劑制備方法:將硬脂酸和超細滑石粉加入到高速攪拌機混合活化處理，將石 蠟熔融把硅烷偶聯劑加入其中攪拌均勻，然后將ABS高膠粉、高密度聚乙烯、氧化石墨烯、彈 性體POE及余下物料一起加入到活化后的滑石粉內，高速混合均勻出料，最后將上述混合均 勻的物料，投入雙螺桿造粒機內進行造粒，即為增強劑。
[0006] 所述的一種摻雜納米氧化鈣的PE波紋管填充母料，其特征在于：由下列重量份的 組分原料制成：低密度聚乙烯50、高密度聚乙烯24、改性納米氧化鈣13、EVA 2、硅鈣鎂 (SCM)晶須13、PE蠟4、碳酸鈣45、硬脂酸1.5、抗氧劑1010 0.3、抗氧劑168 0.4、白油0.7、 增強劑13， 所述的增強劑由下列重量份的組份原料制成:高密度聚乙烯13、無堿玻纖25、超細滑 石粉25、ABS高膠粉11、石蠟5、氧化石墨烯14、硅烷偶聯劑0.9、硬脂酸1.5、彈性體POE 14。
[0007] 所述的一種摻雜納米氧化鈣的PE波紋管填充母料的制備方法，其特征在于:包括 以下步驟： (1)按配方比例稱取各組份原料； (2)將低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、改性納米氧化鈣、EVA、硅鈣鎂(SCM)晶須、PE 蠟先加入到高速捏合機中，高速捏合l〇-15min，然后將碳酸鈣、硬脂酸、抗氧劑、增強劑、白 油等余下組分加入到混料中，繼續高速捏合攪拌20-30min,出料； (3 )將放出的物料在雙螺桿擠出機上擠出造粒，擠出各區溫度：一區溫度（125~155 ) 。(：，二區溫度（155~165) °C，三區溫度（165~175) °C，四區溫度（175~185) °C，五區溫度 (170~185)°C，六七區溫度（160~170)°C，主機轉速為200~300r/min，出料、擠出后冷卻、 干燥，切粒，即可。
[0008] 所述的硅鈣鎂(SCM)晶須由四川綿陽正業新型材料有限公司生產。
[0009] 有益效果： 本發明的填充母料，在配方中添加有硅鈣鎂(SCM)晶須，硅鈣鎂(SCM)晶須與聚乙烯復 合能提高波紋管的環剛度，納米氧化鈣的摻入使得添加該母料的復合PE材料的彈性模量和 拉伸強度均有提高，同時提高了波紋管的強度，復合抗氧劑的添加增加了波紋管的抗氧化 性，自制增強劑的加入，大大提高了塑料的拉伸強度、撓曲強度和彈性模量，同時還可以提 高熱變形溫度、尺寸穩定性，減低了大口徑波紋管的生產加工成本。添加本發明的母料加工 出的波紋管具有環剛度高、質量輕、抗氧化性強、用料省、施工安裝方便和耐高低溫性能好 等優點。
[0010]本申請采用ABS高膠粉、硅烷偶聯劑對氧化石墨烯改性，增加氧化石墨烯與塑料材 料的相容性，起到增強作用，其中在造粒時，氧化石墨烯受到高溫作用，也相當于改性，增加 了其分散性，提高了與塑料復合穩定性。
【具體實施方式】
[0011] -種摻雜納米氧化鈣的PE波紋管填充母料，由下列重量(kg)的組分原料制成:低 密度聚乙烯50、高密度聚乙烯24、改性納米氧化鈣13、EVA 2、硅鈣鎂(SCM)晶須13、PE蠟 4、碳酸鈣45、硬脂酸1.5、抗氧劑1010 0.3、抗氧劑168 0.4、白油0.7、增強劑13， 其中，改性納米氧化鈣的制備方法如下：將氧化鈣粉末、硅烷偶聯劑按質量比為100 : 1.5的比例分別溶于乙醇中，室溫快速攪拌并超聲震蕩15-20min后，真空加熱到40°C左右除 去溶劑后，在50_70°C下，球磨30-40min得到表面經偶聯劑處理的納米GaO， 增強劑由下列重量(kg)的組份原料制成:高密度聚乙烯13、無堿玻纖25、超細滑石粉 25、ABS尚I父粉11、石錯5、氧化石墨稀14、硅烷偶聯劑0.9、硬脂酸1.5、彈性體POE 14。
[0012] 摻雜納米氧化鈣的PE波紋管填充母料的制備方法，包括以下步驟： (1)按配方比例稱取各組份原料； ⑵將低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、改性納米氧化鈣、EVA、硅鈣鎂(SCM)晶須、PE 蠟先加入到高速捏合機中，高速捏合l〇-15min，然后將碳酸鈣、硬脂酸、抗氧劑、增強劑、白 油等余下組分加入到混料中，繼續高速捏合攪拌20-30min,出料； (3 )將放出的物料在雙螺桿擠出機上擠出造粒，擠出各區溫度：一區溫度（125~155 ) 。(：，二區溫度（155~165) °C，三區溫度（165~175) °C，四區溫度（175~185) °C，五區溫度 (170~185)°C，六七區溫度（160~170)°C，主機轉速為200~300r/min，出料、擠出后冷卻、 干燥，切粒，即可。
[0013] 增強劑的制備方法:將硬脂酸和超細滑石粉加入到高速攪拌機混合活化處理，將 石蠟熔融把硅烷偶聯劑加入其中攪拌均勻，然后將ABS高膠粉、高密度聚乙烯、氧化石墨烯、 彈性體Ρ0Ε及余下物料一起加入到活化后的滑石粉內，高速混合均勻出料，最后將上述混合 均勻的物料，投入雙螺桿造粒機內進行造粒，即為增強劑。
[0014] 其中，硅鈣鎂(SCM)晶須由四川綿陽正業新型材料有限公司生產。
[0015]在HDTO雙壁波紋管內、外層配方中加入本發明的填充母料30份制得厚度為3.5 mm、內徑為600 mm的雙壁波紋管，并對其綜合性能進行了測試，其結果如表1所示。
[0016]表1 HDPE/填充母料雙壁波紋管的綜合性能
由表1可以看出，將本發明的填充母料與HDPE共混，能提高雙壁波紋管的環剛度，HDPE 雙壁波紋管的蠕變率低，"米重"小。
【主權項】
1. 一種摻雜納米氧化鈣的PE波紋管填充母料，其特征在于：由下列重量份的組分原料 制成：低密度聚乙烯45-55、高密度聚乙烯20-25、改性納米氧化鈣10-15、EVA 1-2、硅鈣鎂 (SCM)晶須10-15、PE蠟4-5、碳酸鈣40-50、硬脂酸1-2、抗氧劑1010 0.2-0.5、抗氧劑168 0.3-0.4、白油0.5-0.8、增強劑10-15， 所述改性納米氧化鈣的制備方法如下:將氧化鈣粉末、硅烷偶聯劑按質量比為100:1-2 的比例分別溶于乙醇中，室溫快速攪拌并超聲震蕩15-20min后，真空加熱到40°C左右除去 溶劑后，在50-70°C下，球磨30-40min得到表面經偶聯劑處理的納米GaO; 所述的增強劑由下列重量份的組份原料制成：高密度聚乙烯10-15、無堿玻纖20-30、 超細滑石粉20_30、ABS高膠粉10-12、石蠟4-6、氧化石墨烯10-15、硅烷偶聯劑0.8-1.0、硬脂 酸 1-2、彈性體 P0E 10-15; 所述增強劑制備方法:將硬脂酸和超細滑石粉加入到高速攪拌機混合活化處理，將石 蠟熔融把硅烷偶聯劑加入其中攪拌均勻，然后將ABS高膠粉、高密度聚乙烯、氧化石墨烯、彈 性體P0E及余下物料一起加入到活化后的滑石粉內，高速混合均勻出料，最后將上述混合均 勻的物料，投入雙螺桿造粒機內進行造粒，即為增強劑。2. 根據權利要求1所述的一種摻雜納米氧化鈣的PE波紋管填充母料，其特征在于：由下 列重量份的組分原料制成:低密度聚乙烯50、高密度聚乙烯24、改性納米氧化鈣13、EVA 2、 硅鈣鎂(SCM)晶須13、PE蠟4、碳酸鈣45、硬脂酸1.5、抗氧劑1010 0.3、抗氧劑168 0.4、白 油0.7、增強劑13， 所述的增強劑由下列重量份的組份原料制成：高密度聚乙烯13、無堿玻纖25、超細滑 石粉25、ABS高膠粉11、石蠟5、氧化石墨烯14、硅烷偶聯劑0.9、硬脂酸1.5、彈性體POE 14。3. 如權利要求1所述的一種摻雜納米氧化鈣的PE波紋管填充母料的制備方法，其特征 在于:包括以下步驟： (1)按配方比例稱取各組份原料； (2)將低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、改性納米氧化鈣、EVA、硅鈣鎂(SCM)晶須、PE 蠟先加入到高速捏合機中，高速捏合l〇-15min，然后將碳酸鈣、硬脂酸、抗氧劑、增強劑、白 油等余下組分加入到混料中，繼續高速捏合攪拌20-30min,出料； (3 )將放出的物料在雙螺桿擠出機上擠出造粒，擠出各區溫度：一區溫度（125~155 ) 。(：，二區溫度（155~165) °C，三區溫度（165~175) °C，四區溫度（175~185) °C，五區溫度 (170~185)°C，六七區溫度（160~170)°C，主機轉速為200~300r/min，出料、擠出后冷卻、 干燥，切粒，即可。4. 根據權利要求1所述的一種摻雜納米氧化鈣的PE波紋管填充母料，其特征在于:所述 的硅鈣鎂(SCM)晶須由四川綿陽正業新型材料有限公司生產。
【文檔編號】C08L23/08GK105968484SQ201610111773
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年2月29日
【發明人】舒峰, 季琨, 馬剛, 姚艷芳, 舒玉法, 馬勇
【申請人】安徽玉發塑業有限公司